美国核聚变大突破 证明产生能量大于输入 零碳发电临近？

继2022年12月后，美国核聚变实验室最近再次成功让两国原子融合在一起，产生了比去年更高的能量产出。实际结果仍在分析中，但实验成功意味去年的壮举并非偶然，为未来人类产生“无限能源”再迈进一步。

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室8月6日宣布，他们7月30日在国家点火设施（National Ignition Facility，简称NIF）的核聚变实验中，再次取得成功，即让核聚变产生的能量，高于输入的能量。

美国核聚变实验室在2022年12月取得第一次的重大突破，首次使用实现了淨能量增益。但自那次以来，实验室尝试过同类两次的实验都以失败告终，直到7月30日才再次成功。劳伦斯利弗莫尔国家实验室的发言人表示，最终结果仍在分析中。

所谓核聚变（核融合）是指将轻元素，如氢融合形成重元素的过程，从而释放巨大能量，类似于太阳和其他恆星产生的热量和光线的方式。要达到核聚变需要注入莫大的能量，但产生出来的能量会远高于注入的能量。

因核聚变过程不会产生温室气体或放射性废物副产物，而1公斤核聚变燃料（重氢的同位素氘和氚组成）所提供的能量，相当于1000万公斤的化石燃料，因此核聚变被指是一种具有巨大潜力的可持续、低碳能源来源。

零碳发电临近？美国核聚变发电再次实现突破

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室称科学家第二次在核聚变反应中实现净能量增益，且产生了比去年12月更高的核聚变能量产出，人类离清洁能源的“圣杯”更近了？

去年12月，美国加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益”，就在最近，该实验室再次成功复现核聚变点火实验，并再度实现净能量增益突破。

“净能量增益”意味着人类向实现零碳能源的目标迈出了关键一步，人类离清洁能源的“圣杯”更近了？

8月6日，路透社报道称，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室当天早些时候表示，该实验室的科学家第二次在核聚变反应中实现净能量增益。

该实验室的一位发言人说，科学家们在国家点火装置（NIF）的实验中重复实现了核聚变点火，从而产生了比去年12月更高的核聚变能量产出。实验室方面同时表示，最终的实验结果仍在分析当中。

核聚变是模仿太阳的原理，使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程。核聚变产生的能量非常大——是核裂变反应的四倍。理论上只要有几克反应物，就有可能产生一太（万亿）焦耳的能量，这大约是发达国家的一个人在60年内所需要的能量。

华尔街见闻此前提及，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室在去年12月的激光聚变实验中首次实现了净能量增益，被称为：人类的“盗火”时刻。

在12月的实验中，为了实现聚变点火，科学家使用了总计192束高能激光射向一个燃料仓，点燃其中高压保存的燃料球。激光能量高达2.05兆焦，而核聚变产生了大约3.15兆焦的能量，能量增益达到153%。

这意味着人类在可控核聚变实验中，首次超出了聚变阈值，实现了大于1的能量增益（也即从聚变中产生的能量，比用于驱动它的激光能量更多）。

美国能源部将其称之为“经过数十年努力取得的重大科学突破，将为国防与清洁能源的未来发展铺平道路”。

核聚变多有用？

大约在一个世纪前，科学家开始接触并了解到核聚变为太阳提供能量，几十年来他们便一直在地球上研究核聚变。

然而问题是，人类在很长时间里一直无法控制聚变的反应。除了对核聚变的可控之外，实现能量盈亏平衡则是另一大难题。

而几十年的研究，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室终于跨过了正能量增益这一里程碑：在不到10纳秒（1秒=十亿纳秒）的时间里，整个燃料球完成了它的聚变反应，并实现了超过1的能量增益——这无疑振奋人心。

如果在接下来的几十年里这项技术能够进一步拓展到商业化的水平，有朝一日将可能对遏制气候变化与全球变暖起到至关重要的作用。

已退休的核聚变专家ale Meade表示，将这一发现转化为日常生活的能源可能需要几十年的时间，耗资数千亿美元。

不确定的时间表，意味着核聚变短期无法实现拜登政府的脱碳目标。美国气候研究中心突破研究所（Breakthrough Institute）核能创新主任Adam Stein说：

我们需要利用现有技术部署尽可能多的清洁能源。

我们不能坐等核聚变技术进入商业领域。这并不意味着核聚变在未来不重要。但它仍然需要大量的政策帮助。